Schneller Nachweis von Giftstoffen in der Luft bei biologischen Anschlägen

Derzeit wächst die Bedrohung durch bioterroristische Anschläge mit biologischen Substanzen oder Viren. Wie viele Personen dann in welchem Ausmaß betroffen sind, hängt von einer Reihe Faktoren ab, u.a. der Art der Substanzen, ihrer Konzentration und der Zeit, die vergeht, bis Gegenmaßnahmen ergriffen werden.

Angesichts dieser Gefahr entwickelten Wissenschaftler im Rahmen des Projekts Bio-Protect (Ionisation-based detector of airborne bio-agents, viruses and toxins for fast-alert and identification) ein tragbares Warnsystem, das sofort das Vorhandensein biologischer Agenzien, Viren oder Giftstoffe in der Luft anzeigt. Das System kann Schwebeteilchen in der Luft, die lebende Organismen enthalten oder von diesen freigesetzt wurden, erkennen und mittels Ionisations- und Spektralanalyse identifizieren.

Die Lebenderkennung (biologische Detektion) erfolgt mittels gasanalytischer Ionenmobilitätsspektrometrie (GC-IMS, miniaturised gas chromatograph-ion mobility spectrometry), mit der eine Vielzahl organischer Moleküle in niedrigsten Konzentrationen nachgewiesen und isoliert werden kann. Mit mehreren Anpassungen ist das GC-IMS-System nun in der Lage, alle Arten von interessierenden biologischen Substanzen aus dem Gasgemisch zu isolieren. Zudem wurde eine kombinierte Vorkonzentrations- und Pyrolyseeinheit für nasse Proben in Vorbereitung für die GC-IMS-Analyse entwickelt.

Das Konsortium demonstrierte, dass das kombinierte Pyrolyse-IMS-System im Kollektor reproduzierbare Spektren biologischer Substanzen liefern kann. Eine selbstlernende Mustererkennungs-Software gibt reproduzierbaren Aufschluss über mögliche Gefährdungen, indem sie Spektren abgleicht.

Vorteile für den Anwender sind, dass ein Gerät gleichzeitig biologische Schadstoffe detektieren und identifizieren und zwischen Bakterien, Viren und Giftstoffen unterschieden kann. Dies ermöglicht schnelle und zuverlässige Ergebnisse, um sofort Gegenmaßnahmen zu initiieren. Da keine Reagenzien verwendet werden, ist das System kosteneffizient und liefert schnell aktualisierbare Informationen für eine Datenbank.

BIO-PROTECT bietet Sicherheitsfirmen ein zuverlässiges Werkzeug, um zügig und effektiv auf bioterroristische Anschläge reagieren zu können. Es ersetzt keine HAZMAT-Teams (hazardous materials), kann aber die schnelle Durchführung von Sicherheitsmaßnahmen bis zum Eintreffen von geschultem Personal gewährleisten. Auch können drahtgebunden oder per Internet Daten für detailliertere Anweisungen übertragen und analysiert werden. Auf diese Weise kann die Bevölkerung instruiert und Panik vermieden werden, um Menschenleben zu retten.